Jamais l'espace n'a connu autant d'objets en orbite basse. D'après un récent rapport d'Euroconsult alors que près de 3.000 satellites de moins de 500 kg ont été envoyés en orbite sur la période 2011-2020, ce chiffre est appelé à exploser dans les prochaines années avec près de 14.000 smallsats qui devraient être lancés dans l'espace d'ici à 2030 sous l'impulsion notamment des mégaconstellations de type Starlink par SpaceX.
Une antenne nouvelle génération pour les nouveaux besoins du spatial
Cette révolution du NewSpace bouscule aussi les stations qui suivent depuis le sol les satellites. Le CNES dispose aujourd'hui de six stations dans le monde chargées de garder un oeil sur les 15 satellites contrôlés par l'agence spatiale française. Ces stations réceptionnent des informations sur l'état de santé du satellite et les données mesurées par les instruments, autant d'éléments ensuite transférés ver le centre spatial toulousain.
Depuis le mois de septembre, le CNES est équipé sur son site d'Aussaguel, à une trentaine de kilomètres au sud de Toulouse, d'une antenne nouvelle génération optimisée pour suivre depuis le sol les satellites en orbite basse et répondre notamment aux besoins des nouveaux acteurs du spatial. Avec le soutien de l'Etat par le biais par exemple de France 2030 (qui a déjà soutenu quatre projets de constellation), le CNES s'attend « à recevoir énormément de demandes dans les années à venir des nouveaux acteurs pour le suivi des satellites », confirme Etienne Mercey, chef de service ingénierie stations. Problème, les gigantesques antennes paraboliques actuelles sont « surdimensionnées » pour leurs besoins.
« Jusqu'à présent, nous utilisions le même type d'antenne au même coût pour suivre un satellite comme SWOT qui a 12 mètres d'envergure une fois ses panneaux solaires déployés que le cubesat Ness fourni par la startup U-Space qui fait 60 cm de côté. Nous avons décidé de diversifier notre offre de service pour s'adapter aux besoins de ces nouveaux entrants », indique Claude Audouy, sous-directeur télécommunications, stations et alertes au CNES.
Les antennes paraboliques classiques font une dizaine de mètres de diamètre. (Crédits : Rémi Benoit)
La quantité de données envoyées vers le sol explose
L'agence spatiale française a fait appel à Safran Data Systems pour développer un démonstrateur de moins de six mètres de diamètre, soit moitié moins qu'une antenne parabolique classique. « Elle coûte beaucoup moins cher à l'achat. Il faut compter un million d'euros pour une station nouvelle génération contre cinq millions d'euros pour une antenne classique. Grâce au saut technologique, cette station coûte aussi beaucoup moins cher en maintenance avec seulement une vingtaine d'heures de maintenance par an contre 140 heures chaque année pour une antenne traditionnelle. Elles deviennent donc plus abordables pour les nouveaux entrants. Ces stations ont moins de capacité sur les orbites les plus lointaines mais sont optimisées sur les orbites basses particulièrement recherchées par les startups », commente Etienne Mercey.
L'antenne nouvelle génération est également en mesure de couvrir des missions en bande Ka, offrant donc plus de débit. Une performance nécessaire face aux besoins croissants des missions spatiales. Le satellite franco-américain SWOT, qui livre pour la première fois une cartographie haute résolution des eaux du globe, envoie à lui seul 400 giga octets de données par jour lors des vingt survols réalisés au-dessus des stations sol quand les satellites précédents ne réalisent qu'une demi-douzaine de passages par jour. Les satellites comme Pléiades Néo envoient sur Terre des images en haute résolution qui demandent aussi plus de débit.
Quatre nouvelles antennes dans le monde
D'où l'idée d'étoffer le réseau de stations sol du CNES à travers le monde. Quatre antennes nouvelle génération sur le modèle du démonstrateur toulousain vont entrer en service dans les prochaines années dans le monde. A commencer début 2024 par une nouvelle station en Patagonie chilienne puis en 2026 à La Réunion. Deux antennes supplémentaires devraient ensuite être installées à Saint-Pierre-et-Miquelon et en Polynésie française. « La nouvelle station en Patagonie va permettre de délester nos stations en orbite polaire qui sont très sollicitées », informe Claude Audouy.
Un télescope nouvelle génération va bientôt équiper le site du Cnes en Patagonie. (Crédits : Rémi Benoit)
En parallèle, le CNES a qualifié depuis son site d'Aussaguel un télescope nouvelle génération qui sera bientôt envoyé en Nouvelle-Calédonie pour renforcer la surveillance de l'espace. L'agence française travaille aussi à l'horizon 2026 sur un démonstrateur d'antenne à faisceau dynamique, capable de suivre plusieurs satellites en même temps, par exemple dans le cas d'une constellation. A noter que le CNES dispose encore de foncier disponible au sud de Toulouse pour installer des antennes supplémentaires en cas de besoin, par exemple pour contribuer au suivi de la future constellation européenne Iris2.
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